前沿速递 | 大脑如何形成一个决定？三篇 Nature 系列论文揭示选择、协作与发育机制

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大脑如何产生一个选择？

一个决定的形成，并不是某个脑区简单输出答案，而是不同价值信号竞争、多个脑区协调，以及长期发育塑造共同作用的结果。

当我们面对一个可能带来奖励也伴随风险的选择时，大脑内部如何权衡靠近与回避？不同脑区之间又如何协调形成统一的感知和行为？这些负责复杂功能的脑区，又是在发育过程中如何获得各自身份？

本期三篇 Nature 系列论文，从三个尺度探索大脑功能组织的形成：

在决策过程中，大脑如何处理冲突并产生选择；
在神经网络中，不同脑区如何通过动态连接形成共识；
在发育过程中，前额叶与运动皮层如何建立不同功能身份。

想靠近还是想退缩？大脑如何形成一个选择

● 关键词：趋避冲突｜眶额皮层｜人类颅内记录｜奖惩权衡｜决策动态

Intracranial recordings in humans reveal differential contributions of medial and lateral orbitofrontal cortex to approach–avoidance decision-making
DOI：10.1038/s41593-026-02444-4
作者：Clara Kwon Starkweather、Ethan H. Willbrand 等
通讯作者及单位：Clara Kwon Starkweather — 加州大学旧金山分校；加州大学伯克利分校 Helen Wills Neuroscience Institute

生活中的很多选择并不是简单的“喜欢”或“不喜欢”。一件事情可能同时带来奖励，也伴随着风险。例如接近一个新的机会，可能获得收益，也可能承担失败的可能。在这种情况下，大脑需要不断权衡“靠近”与“回避”之间的冲突。

眶额皮层（orbitofrontal cortex, OFC）长期以来被认为参与价值评估和决策过程，但一个关键问题仍然存在：当我们还没有作出决定时，大脑中的选择倾向是如何逐渐形成的？

加州大学旧金山分校和伯克利分校等机构的研究团队在 Nature Neuroscience 发表研究，通过人类颅内电极记录，观察趋避决策过程中眶额皮层的实时神经变化。研究者让接受颅内电极植入的患者完成游戏化趋避任务，同时记录眶额皮层不同区域的活动。研究发现，在趋向接近的选择形成过程中，眶额皮层不同区域表现出方向相反的动态变化：内侧眶额皮层活动增强，而外侧眶额皮层活动降低。

与此同时，在最终决定形成之前，神经状态会在倾向靠近和倾向回避之间不断切换。这些结果提示，趋避决策并不是某个脑区简单输出一个答案，而可能来自不同价值信号之间的动态竞争。当某一种状态逐渐占据优势，最终形成稳定选择。这项研究提供了人类决策过程中更精细的时间尺度观察，也帮助我们理解“犹豫”本身可能是一种具有神经基础的动态过程。

不同脑区如何形成一致判断？

● 关键词：跨脑区协作｜视觉皮层｜双向连接｜光遗传干预｜计算模型

Reciprocal connections dynamically build consensus between neocortical areas
DOI：10.1038/s41593-026-02437-3
作者：Mitra Javadzadeh、Marine Schimel 等
通讯作者及单位：Mitra Javadzadeh — 剑桥大学、冷泉港实验室、伦敦大学学院

大脑不同区域承担不同功能。视觉皮层负责处理视觉信息，高级视觉区域负责进一步整合和解释这些信息。但如果不同脑区产生了不同的神经活动模式，它们如何最终形成统一的感知？

过去研究大量关注单个脑区内部的计算机制，而脑区之间如何协调形成整体状态，仍然是神经科学的重要问题。剑桥大学、伦敦大学学院等机构的研究团队在 Nature Neuroscience 发表研究，通过同步记录小鼠初级视觉皮层 V1 和高级视觉区域 LM 的神经活动，结合局部光遗传干预和计算模型，研究两个脑区如何形成一致状态。

研究发现，V1 与 LM 之间的双向连接能够动态调整两个区域的活动关系。研究者提出，这种跨区域协调表现出类似“线吸引子”的动力学特征：一致的活动状态更加稳定，而不一致的状态更容易被修正。简单来说，不同脑区之间并不是被动传递信息，而是在持续互动中逐渐形成共同状态。计算模型进一步预测了这种一致与不一致状态具有不同持续时间尺度，而实验数据支持这一预测。该研究提供了一个理解分布式脑计算的新视角：大脑的统一感知可能并不是来自单一区域，而是来自多个区域之间不断协商形成的动态共识。

前额叶和运动皮层如何获得不同身份？

● 关键词：皮层发育｜前额叶｜分子调控

A retinoic acid autoregulatory loop governing prefrontal–motor arealization
DOI：10.1038/s41586-026-11014-4
作者：Lin Yang、Mikihito Shibata 等
通讯作者及单位：Nenad Sestan — 耶鲁大学

成年大脑中，不同区域承担不同功能。前额叶联合皮层参与复杂认知和目标导向行为，而运动皮层负责运动控制。但在发育过程中，这些区域如何逐渐形成不同身份？

耶鲁大学 Nenad Sestan 团队在 Nature 发表研究，探索前额叶与运动皮层分化背后的分子机制。研究者在人类发育中的前额叶组织中分析基因调控网络，发现转录因子 MEIS2 可能是维持前额叶身份的重要调节节点。随后，研究团队在小鼠中删除 Meis2，观察其对皮层区域发展的影响。结果显示，部分原本具有前额叶特征的区域，在分子特征和连接模式上向运动皮层方向偏移。进一步分析发现，MEIS2 与视黄酸相关信号形成反馈调节：视黄酸促进相关基因表达，而这些基因又帮助维持视黄酸信号环境。

这一机制说明，脑区身份并不是一次性确定的，而是在发育过程中通过持续的分子反馈不断强化。该研究为理解大脑区域化形成提供了新的分子机制，也为研究部分神经发育异常提供了潜在线索。

分享人：天天
审核：PsyBrain 脑心前沿编辑部

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